江苏省2022年高中物理学业水平测试复习 专题二 平抛运动与圆周运动综合应用（三）冲A集训

江苏省2022年高中物理学业水平测试复习 专题二 平抛运动与圆周运动综合应用（三）冲A集训1(2018届苏州学测模拟)如图1所示，水平桌面上的轻质弹簧左端固定，用质量为m1 kg的小物块压紧弹簧，从A处由静止释放后的物块，在弹簧弹力的作用下沿水平桌面向右运动，物体离开弹簧后继续运动，离开桌面边缘B后，落在水平地面C点C点与B点的水平距离x1 m，桌面高度为h1.25 m，AB长度为s1.5 m，物体与桌面之间的动摩擦因数0.4，小物块可看成质点，不计空气阻力，取g10 m/s2.求：图1(1)物块在水平桌面上运动到桌面边缘B处的速度大小；(2)物块落地时速度大小及速度与水平方向夹角的正切值；(3)弹簧弹力对物块做的功2(2018扬州学测模拟)如图2甲所示，一长为l1 m的轻绳，一端穿在过O点的水平转轴上，另一端固定一质量为m0.2 kg的小球，整个装置绕O点在竖直面内转动给系统输入能量，使小球通过最高点的速度不断加快，通过测量作出小球通过最高点时，绳对小球的拉力F与小球在最高点动能Ek的关系如图乙所示，重力加速度g10 m/s2，不考虑摩擦和空气阻力，请分析并回答以下问题：图2(1)若要小球能做完整的圆周运动，对小球过最高点的速度有何要求？(2)请根据题目及图象中的条件，求出图乙中b点所示状态小球的动能；(3)当小球到达图乙中b点所示状态时，立刻停止能量输入之后的运动过程中，在绳中拉力达到最大值的位置时轻绳绷断，求绷断瞬间绳中拉力的大小3(2018盐城学测模拟)如图3所示是某一通关游戏的示意图，安装在长为l的竖直轨道AB上可上下移动的弹射器，能水平射出质量为m、速度大小可调节的弹丸(可视为质点)，弹丸射出口在B点的正上方，竖直面内的半圆弧轨道BCD的半径为R，直径BD水平且与轨道AB处在同一竖直面内、小孔P和圆心O连线与水平方向夹角为.只有弹丸垂直P点圆弧切线方向射入小孔P，游戏才能进入下一关，不计空气阻力，重力加速度为g.求：图3(1)能射到P的弹丸重力势能变化的最大值；(2)能射到P的弹丸射出时初速度的最大值；(3)要使游戏进入下一关，弹射器离B点的高度4(2018泰州中学学测模拟)宇航员在某星球表面做了如下实验，实验装置如图4甲所示，竖直平面内的光滑轨道由倾斜轨道AB和圆弧轨道BC组成将质量m0.2 kg的小球，从轨道AB上高H处的点由静止释放，用压力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力大小为F，改变H的大小，可测出F随H的变化关系如图乙所示求：图4(1)圆轨道的半径；(2)星球表面的重力加速度；(3)作出小球经过C点时动能随H的变化关系EkH图象答案精析1(1)2 m/s(2) m/s2.5(3)8 J解析(1)物块离开桌子边缘后做平抛运动竖直方向上有hgt2，解得t0.5 s水平方向上有xvBt，解得vB2 m/s(2)平抛过程由机械能守恒定律得mghmvB2mvC2解得vC m/s物块落地时水平方向vxvB2 m/s竖直方向上vygt5 m/s则tan 2.5.(3)从A到B的过程中，由动能定理有W弹mgsmvB20解得W弹8 J.2(1)v m/s(2)3.0 J(3)16 N解析(1)小球刚好通过最高点做完整圆周运动，要求在最高点受力满足mgm因此小球过最高点的速度要满足v m/s.(2)小球在最高点时有mgFm将m0.2 kg、l1 m、F4.0 N代入，可求得vb m/s则Ekbmvb23.0 J(3)在停止能量输入之后，小球在重力和轻绳拉力作用下在竖直面内做圆周运动，运动过程中机械能守恒当小球运动到最低点时，绳中拉力达到最大值设小球在最低点的速度为vm，对从b状态开始至到达最低点的过程应用机械能守恒定律，有mg2lEkbmvm2设在最低点绳中拉力为Fm，由牛顿第二定律有Fmmgm联立解得Fm16 N，即绷断瞬间绳中拉力的大小为16 N.3见解析解析(1)从轨道顶端A射出的弹丸射到P点时，重力势能变化最大Epmmghmg(lRsin )(2)从轨道底端B射出的弹丸射到P点时，弹丸射出时初速度最大Rsin gt2Rcos Rv0t得v0(1cos ) (3)设弹射器在离B点h高处以初速度v0发射的弹丸恰好垂直P点圆弧切线方向射入小孔P.Rsin hgt12Rcos Rv0t1tan .联立解得hR(tan sin )4(1)0.2 m(2)5 m/s2(3)见解析图解析(1)由牛顿第二定律和牛顿第三定律，小球过C点时有：Fmgm由动能定理得：mg(H2r)mvC2得FH5mg由题图乙可以知道：当H10.5 m时，F10得r0.2 m(2)当H21.0 m时，F15 N得g5 m/s2(3)由动能定理得：mg(H2r)mvC2则Ekmg(H2r)H0.4(H0.5 m)